(Fonte da imagem: LiveScience)

As partículas fundamentais que constituem o universo possuem muito mais variáveis do que aquelas a que nos familiarizamos quando estudamos átomos no colégio. Exemplo disso são os quarks (responsáveis por formar os prótons e nêutrons), que são encontrados em seis sabores (flavors) na natureza: “up”, “down”, “top”, “bottom”, “strange” e “charm”.

A existência de diferentes versões da mesma partícula intrigam físicos, que até o momento não conseguiram desvendar os motivos para a existência dessas variáveis. “Isso é conhecido como o problema dos sabores”, afirma Joanne Hewett, física teórica do SLAC National Accelerator Laboratory. “Por que existem tantos sabores? Por que temos seis tipos de quarks e léptons, e por que cada um deles varia em massa? Não temos ideia”, declarou a cientista ao site LiveScience.

No estranho mundo da física de partículas, os vários sabores se diferenciam por suas propriedades individuais, incluindo fatores como massa, carga e spin. O mais estranho é que as partículas podem mudar de tipo a qualquer momento — por exemplo, um quark “up” pode se transformar em um “down”, e em seguida virar sua versão “strange”, prosseguindo nesse ciclo de maneira infinita e imprevisível.

“Não sabemos o que há dentro de um quark”, afirma Michael Peskin, outro físico de partículas do SLAC. “Nós pensamos que são as similaridades e diferenças de sua estrutura interna que tornam fácil ou difícil a ocorrência de transições”, completa o pesquisador.

Os mistérios da antimatéria

Desvendar os motivos pelos quais as partículas possuem diferentes sabores pode ajudar cientistas a entender a constituição atual do universo. “Há uma assimetria entre a quantidade de matéria e antimatéria do universo, no sentido de que o universo é feito de matéria e não podemos observar grandes quantidades de antimatéria atualmente”, afirma Hewett.

Durante o Big Bang, acredita-se na existência de uma quantidade idêntica de matéria e antimatéria — opostos que, ao se chocarem, provocam destruição mútua e liberam quantidades imensas de energia pura. Pesquisadores acreditam que as diferenças dos sabores de partículas que constituem esses elementos podem explicar os motivos pelos quais a antimatéria praticamente deixou de existir com o passar do tempo.

A fronteira da intensidade

Para esclarecer os motivos que levam à existência de partículas com diferentes sabores, cientistas pretendem realizar experimentos capazes de enfrentar aquilo que é conhecido como a “fronteira da intensidade”. O objetivo é forçar a ocorrência de transições pouco vistas naturalmente, como quarks “bottom” se transformando em quarks “charm”.

Para que isso seja possível, será preciso aumentar a quantidade e a intensidade das partículas geradas por equipamentos especializados. “Se você quer ganhar na loteria, você tem que comprar vários bilhetes”, afirma Robert Tschirhart, cientista responsável pelo Projeto X do Fermi National Laboratory, iniciativa que pretende construir um acelerador de partículas de alta intensidade responsável por buscar transições de sabores raras.

Dimensões ocultas

A teoria dos físicos Lisa Randall e Raman Sundrum propõe uma solução fora do convencional para resolver o mistério relacionado aos diferentes sabores de uma partícula. Eles podem ser o resultado de dimensões extras escondidas, localizadas além daquelas a que estamos acostumados a lidar.

(Fonte da imagem: LiveScience)

Embora vejamos quarks com seis tipos diferentes de massa, talvez esse valor na verdade não varie — tal percepção errônea poderia ser causada por sua existência em diferentes pontos de outra dimensão. Embora a teoria pareça maluca, sua aplicação resultou em algumas previsões concretas relacionadas à forma como determinadas partículas se decompõem e variam em composição.

Como tudo é considerado novo no mundo da ciência, outros experimentos deverão ser realizados antes de uma conclusão final ser formulada. Porém, ao que tudo indica, estamos cada vez mais próximos de responder a maioria das perguntas relacionadas à vida, ao universo e tudo o mais.

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